A
s especificações dos aceleradores de elé- trons que integram o Sirius exigem uma série de requisitos das estruturas físicas na qual estão instalados. Tanto os aceleradores quanto as linhas de luz são projetados para gerar feixes de luz de tamanho extremamente reduzi- do, o que faz com que mesmo a menor vibração coloque em risco o funcionamento adequado de todo o equipamento. Portanto, estabilidade di- mensional, térmica e vibracional são essenciaispara que o feixe de luz projetado para ser o mais brilhante do mundo seja de fato produzido e uti- lizado nos experimentos. Além disso, o prédio de 68.000 m² deve garantir a segurança dos usuá- rios, funcionários e visitantes, principalmente no quesito proteção radiológica. O prédio também foi construído para proporcionar ambiente de trabalho para os pesquisadores, salas de operação e controle, e escritórios, com conforto térmico e acústico, além da proporcionar a integração das
pessoas nos ambientes de trabalho e de convívio.
Em função de todas as especificidades do projeto, o prédio do Sirius é uma construção diferencia- da, pode-se dizer que é parte integrante do ace- lerador, pois garante a estabilidade necessária para o funcionamento do conjunto. Para superar o grande desafio imposto pelos requisitos de es- tabilidade, o piso, os sistemas de amortecimento do prédio e o sistema de refrigeração foram cons- truídos com padrões excepcionalmente rígidos.
Obras civis.
Estabilidade em números No Sirius, cada feixe de elétrons, que em alguns trechos do acelerador tem apenas 1,5 micrômetros de tamanho vertical, quatro vezes menor que uma célula vermelha do sangue, deve per- correr uma trajetória circular de 500 metros de circunferência, 600.000 vezes a cada segundo, durante horas, sem que oscile mais que 150 nanôme- tros, um décimo do seu tamanho.
Entre 2012 e 2014 foi desenvolvido o projeto executivo para o prédio do Sirius. O grande desafio desse projeto era conseguir atingir todas as especificações técnicas de estabilidade exigidas pelos aceleradores e linhas de luz. Essas questões são abordadas mais abaixo no texto. Nesse mesmo período houve a desapropriação de um terreno de 150.000 m2 pelo Estado de São Paulo, contíguo ao terreno original do CNPEM, e adequado para a cons-
trução do Sirius. Foto aérea do mesmo terreno em 2013,
durante os trabalhos de terraplenagem.
Planta baixa do Sirius.
2012-2014
89
Piso crítico: o piso é fundamental para garantir a estabilidade vibracional de toda a estrutura e foi projetado com tamanha precisão que ao logo de toda a área construída o desnível máximo é de 20 milímetros entre o ponto mais alto e o mais baixo. Além disso, a construção foi feita para im- pedir que qualquer vibração externa ou interna, proveniente do funcionamento dos equipamen- tos internos e do fluxo de pessoas, afetem sua
estabilidade e consequentemente do feixe de luz, que pode variar apenas 10% do seu tamanho.
O piso foi construído com 90 cm de espessu- ra como uma peça única. O solo abaixo do piso teve tratamento especial e na parte que abriga a blindagem dos aceleradores foram colocadas mil e trezentas estacas a quatro metros de profundi- dade. Nessa região o solo foi retirado e depois de-
Piso crítico do Sirius em construção. Piso crítico do Sirius em construção.
Os trabalhos de terraplenagem foram executa- dos entre 2013 e 2014. Em de- zembro de 2014 foi assinado o contrato com a empresa Racio- nal Engenharia para construção das obras civis
do Sirius. Foto aérea do mesmo terreno em outubro de 2014, após trabalhos de
terraplenagem, pronto para receber o início de construção do Sirius. Foto do evento, em dezembro de 2014, de assinatura do contrato para construção das obras civis do Sirius e lançamento da pedra fundamental.
volvido com a adição de cimento para aumentar a rigidez. A construção de um prédio com margens para variação tão estreitas exigiu da empresa res- ponsável um padrão de qualidade e precisão na execução muito acima do que é necessário em uma obra civil comum, a qual conseguiu superar os desafios estudando materiais e desenvolvendo novos processos para entregar a obra com as es- pecificações necessárias.
Nós passamos mais de um ano só estudando traços de concreto, envolvendo projetistas, calculistas, executores do piso, empresas que fizeram os equipamentos para execução do piso...
fizemos um protótipo em escala real que foi fundamental para iden- tificarmos os erros do processo e alcançar os índices esperados.
Júlio Rodrigues Júnior, gerente de obras da Racional Engenharia Obviamente é um desafio para a engenharia civil, que trata de cen-
tímetros, quando muito milímetros...Quando você fala em micrometros e nanômetros você entra numa outra dimensão, que a engenharia civil não costuma trabalhar. Esse foi o grande desafio que encontramos e que estamos vencendo, tanto no projeto quantos nos processos para fazer essa edificação.
Oscar Vigna, engenheiro coordenador das obras do Projeto Sirius
90 Capítulo 4 | Relatório Plurianual 2020
As obras civis se iniciaram em janeiro de 2015, e em novembro de 2018 foi feita a entrega da primeira fase do projeto, com a conclu- são da parte principal das
obras civis. Foto do evento, em novembro de 2018,
inauguração da primeira etapa do Projeto Sirius.
Foto aérea da evolução da obra civil do Sirius em 2016.
Foto aérea da evolução da obra civil do Sirius em 2015.
2015-2018
Sistema de refrigeração: A estabilidade dimen- sional exige que os componentes do acelerador não dilatem em razão de alterações na tempe- ratura e demandou a instalação de sofisticados sistemas de refrigeração para garantir a estabili- dade térmica. A blindagem que abriga os acele- radores e é responsável pela proteção radiológica, também foi construída pela empreiteira visando
a estabilidade térmica do túnel. A variação tér- mica dentro do túnel é de no máximo 0,1ºC, e foi alcançada por dois sistemas de refrigeração, um sistema hidráulico responsável por refrigerar di- retamente os elementos do acelerador utilizando água ultrapura, e outro que refrigera o ambiente por meio de um ar-condicionado de alta precisão.
O ar-condicionado que tem variação de tempe- ratura de apenas 0,1ºC foi projetado e comissio- nado pela empresa Johnsons Control em parceria com a Rockwell e a construtora Racional, que já tinham experiência em desenvolver esse tipo de equipamento, embora nunca com requisitos tão rígidos quanto aos do Projeto Sirius, o que repre- sentou um importante desafio técnico superado.
Interior do prédio do Sirius em construção.
Detalhe do túnel de blindagem em construção.
91
Mesmo antes do prédio principal do Sirius estar concluído, foi iniciada a instalação do primeiro acelerador da fonte de luz síncrotron, o acelerador linear (LINAC). A monta- gem ocorreu ao longo dos primeiros meses do ano de 2018, e em 5 de maio do mesmo ano foi possível obter o seu primeiro feixe de elétrons.